1.可全向進動的球形陀螺機構(gòu),包括陀螺轉(zhuǎn)子(7),其特征在于:所述陀螺轉(zhuǎn)子(7)設于中空的球體(1)內(nèi),所述球體(1)置于可使其可全方位轉(zhuǎn)動的上、下全向輪驅(qū)動組件中,所述上、下全向輪驅(qū)動組件分別對應于球體(1)的上、下球面設置,各全向輪驅(qū)動組件包括圓周均布的多個全向輪組(12),各全向輪組包括設于對應弧形輪架(2)上的至少三個均與球面接觸的全向輪(3),各全向輪組中,兩兩全向輪(3)的轉(zhuǎn)軸之間通過萬向節(jié)(4)連接,首、尾全向輪(3)的轉(zhuǎn)軸分別連接薄餅電機(5)和檢測全向輪(3)轉(zhuǎn)速的增量式編碼器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可全向進動的球形陀螺機構(gòu),其特征在于:上、下全向輪驅(qū)動組件均為三個全向輪組(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可全向進動的球形陀螺機構(gòu),其特征在于:上位各全向輪組(12)的中間全向輪(3)的軸線向上交匯于一點;下方各全向輪組(12)的中間全向輪(3)的軸線向下交匯于一點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項所述的可全向進動的球形陀螺機構(gòu),其特征在于:所述全向輪(3)的輪面上或和球體(1)的球面上設有膠層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項所述的可全向進動的球形陀螺機構(gòu),其特征在于:所述全向陀螺包括居中的陀螺轉(zhuǎn)子(7),所述陀螺轉(zhuǎn)子(7)的上、下軸端通過軸承機構(gòu)安裝,陀螺轉(zhuǎn)子(7)的一軸端連接陀螺電機(8),另一軸端連接檢測陀螺轉(zhuǎn)子(7)轉(zhuǎn)速的增量式編碼器(6)。
6.可全向進動的球形陀螺機構(gòu)控制方法,其特征在于采用了如權(quán)利要求1~3中任意一項所述的可全向進動的球形陀螺機構(gòu),其控制方案分為以下三個步驟:
步驟1:通過空間幾何計算、坐標旋轉(zhuǎn)變換以及接觸點線速度分析建立全向輪(3)驅(qū)動角速度與球體(1)轉(zhuǎn)動角速度的函數(shù)關系;
步驟2:根據(jù)所期望的球體(1)轉(zhuǎn)軸方向及球體(1)轉(zhuǎn)動角速度大小求解全向輪(3)的驅(qū)動角速度;
步驟3:結(jié)合增量式編碼器(6)驅(qū)動全向輪(3)按照求解得到的角速度進行速度閉環(huán)控制。